package com.tangyh.lamp.common.util;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

/**
 * SnowFlake的结构如下(每部分用-分开):<br>
 * 0 - 0000000000 0000000000 0000000000 0000000000 0 - 00000 - 00000 - 000000000000
 * 1位标识，由于long基本类型在Java中是带符号的，最高位是符号位，正数是0，负数是1，所以id一般是正数，最高位是0
 * 41位时间戳(毫秒级)，注意，41位时间戳不是存储当前时间的时间戳，而是存储时间戳的差值（当前时间戳 - 开始时间戳)
 * 得到的值），这里的的开始时间戳，一般是我们的id生成器开始使用的时间，由我们程序来指定的（如下下面程序IdWorker类的startTime属性）。
 * 41位的时间戳，可以使用69年，年T = (1L << 41) / (1000L * 60 * 60 * 24 * 365) = 69
 * 10位的数据机器位，可以部署在1024个节点，包括5位datacenterId和5位workerId
 * 12位序列，毫秒内的计数，12位的计数顺序号支持每个节点每毫秒(同一机器，同一时间戳)产生4096个ID序号
 * 加起来刚好64位，为一个Long型。
 * SnowFlake的优点是，整体上按照时间自增排序，并且整个分布式系统内不会产生ID碰撞(由数据中心ID和机器ID作区分)，并且效率较高，经测试，SnowFlake每秒能够产生26万ID左右。
 */

public class SnowFlake {

    /**
     * 起始的时间戳
     */
    private final static long START_STAMP = 1480166465631L;

    /**
     * 每一部分占用的位数
     * 序列号占用的位数
     */
    private final static long SEQUENCE_BIT = 12;

    /**
     * 机器标识占用的位数
     */
    private final static long MACHINE_BIT = 5;

    /**
     * 数据中心占用的位数
     */
    private final static long DATACENTER_BIT = 4;

    /**
     * 每一部分的最大值
     * 支持的最大数据标识id，结果是31
     */
    private final static long MAX_DATACENTER_NUM = ~(-1L << DATACENTER_BIT);
    /**
     * 支持的最大机器id，结果是31 (这个移位算法可以很快的计算出几位二进制数所能表示的最大十进制数)
     */
    private final static long MAX_MACHINE_NUM = ~(-1L << MACHINE_BIT);
    /**
     * 生成序列的掩码，这里为4095 (0b111111111111=0xfff=4095)
     */
    private final static long MAX_SEQUENCE = ~(-1L << SEQUENCE_BIT);

    /**
     * 每一部分向左的位移
     * 机器ID向左移12位
     */
    private final static long MACHINE_LEFT = SEQUENCE_BIT;
    /**
     * 数据标识id向左移17位(12+5)
     */
    private final static long DATACENTER_LEFT = SEQUENCE_BIT + MACHINE_BIT;
    /**
     * 时间截向左移22位(5+5+12)
     */
    private final static long TIMESTAMP_LEFT = DATACENTER_LEFT + DATACENTER_BIT;

    /**
     * 数据中心
     */
    private final static long DATACENTER_ID;

    /**
     * 机器标识
     */
    private final static long MACHINE_ID;

    /**
     * 序列号
     */
    private static long sequence = 0L;

    /**
     * 上一次时间戳
     */
    private static long lastStamp = -1L;

    static {
        DATACENTER_ID = 5;
        MACHINE_ID = 3;
    }

    /**
     * 构造函数
     *
     * @param datacenterId 数据标识Id(0-31)
     * @param machineId    //机器标识Id(0-31)
     */
    public SnowFlake(long datacenterId, long machineId) {
        if (datacenterId > MAX_DATACENTER_NUM || datacenterId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("datacenterId 不能大于 MAX_DATACENTER_NUM 或小于 0");
        }
        if (machineId > MAX_MACHINE_NUM || machineId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("machineId 不能大于 MAX_MACHINE_NUM 或小于 0");
        }
        datacenterId = datacenterId;
        machineId = machineId;
    }


    /**
     * 生成下一个唯一标识
     *
     * @return 唯一标识
     */
    public static synchronized String nextSequence() {
        //获取当前时间戳
        long currStmp = getNewStamp();

        //如果当前时间小于上一次ID生成的时间戳，说明系统时钟回退过这个时候应当抛出异常
        if (currStmp < lastStamp) {
            throw new RuntimeException("Clock moved backwards.  Refusing to generate id");
        }

        //如果是同一时间生成的，则进行毫秒内序列递增
        if (currStmp == lastStamp) {
            //相同毫秒内，序列号自增
            sequence = (sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;
            //同一毫秒的序列数已经达到最大
            if (sequence == 0L) {
                currStmp = getNextMill();
            }
        } else {
            //不同毫秒内，序列号置为0
            sequence = 0L;
        }

        lastStamp = currStmp;

        //时间戳部分 | 数据中心部分 | 机器标识部分 | 序列号部分
        return "" + ((currStmp - START_STAMP) << TIMESTAMP_LEFT
                | DATACENTER_ID << DATACENTER_LEFT
                | MACHINE_ID << MACHINE_LEFT
                | sequence);
    }

    /**
     * 生成带日期的唯一标识
     * 例子：202101061718544245593305395388
     *
     * @return 唯一标识
     */
    public static String nextSequenceWithDate() {
        String sequence = nextSequence();

        Date date = new Date();
        SimpleDateFormat formatter = new SimpleDateFormat("yyyyMMddHHmm");
        String currentDate = formatter.format(date);

        return currentDate + sequence;
    }

    /**
     * 生成带前缀和日期的唯一标识
     * 例子：BATCH_202101061718544245593305395388
     *
     * @param prefix 标识符前缀
     * @return 唯一标识
     */
    public static String nextSequenceWithDate(String prefix) {
        return prefix + nextSequenceWithDate();
    }

    /**
     * 获取下一个时间戳，如果小于等于上次时间戳，则获取当前时间戳
     *
     * @return 时间戳
     */
    private static long getNextMill() {
        long mill = getNewStamp();
        while (mill <= lastStamp) {
            mill = getNewStamp();
        }
        return mill;
    }

    /**
     * 获取当前时间戳
     *
     * @return 时间戳
     */
    public static long getNewStamp() {
        return System.currentTimeMillis();
    }

    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
//            System.out.println(snowFlake.nextId());
//            System.out.println(snowFlake.nextSequence());
//            System.out.println(SnowFlake.nextSequenceWithDate());
            System.out.println(SnowFlake.nextSequenceWithDate("BATCH_"));
        }
        System.out.println((System.currentTimeMillis() - start) / 1000 + "秒");
    }
}